摘要：智能制造是我國(guó)推進(jìn)《中國(guó)制造2025》，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的戰(zhàn)略布署，也是鋸床行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃中的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)主要方向。數(shù)控鋸切自動(dòng)生產(chǎn)線智能集成系統(tǒng)是先進(jìn)的制造技術(shù)，信息技術(shù)和智能技術(shù)的集合和深度融合，文章通過(guò)對(duì)高性能數(shù)控鋸切機(jī)床與物流、倉(cāng)儲(chǔ)、分揀等系統(tǒng)構(gòu)成的智能下料系統(tǒng)的分析。并且對(duì)鋸切設(shè)備與其他制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的組合，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)全過(guò)程閉環(huán)管理。通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不同裝備之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和有效集成;供應(yīng)鏈管理模塊利用新一代信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)采購(gòu)、外協(xié)、物流的管理和優(yōu)化也進(jìn)行了分析。希望可以對(duì)鋸切智能裝備的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控鋸切自動(dòng)生產(chǎn)線;柔性集成系;應(yīng)用

柔性制造系統(tǒng)（FMS）1967年由英國(guó)Molins公司首創(chuàng)，現(xiàn)已投入運(yùn)行的FMS主要分布在日本、美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯、英國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。鋸切柔性系統(tǒng)也隨之孕育而生，在歐美及日本發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)國(guó)家開始在鋁加工和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體毛坯精整加工領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用。自2005年后，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷提速。特別是2015年3月5日，李克強(qiáng)總理在全國(guó)兩會(huì)《政府工作報(bào)告》中提出“中國(guó)制造2025”的宏大計(jì)劃。更加明確了我國(guó)制造業(yè)在自主創(chuàng)新能力、資源利用效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平、信息化程度、質(zhì)量效益等方面轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展的努力方向。正是在這種發(fā)展背景下，鋸切柔性集成系統(tǒng)（FMS）進(jìn)入了進(jìn)口應(yīng)用和自行開發(fā)的階段。國(guó)內(nèi)鋸床制造行業(yè)著手開展對(duì)柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)和應(yīng)用的研究。浙江晨龍鋸床股份有限有限公司2016年開始通過(guò)兩年的時(shí)間自行設(shè)計(jì)開發(fā)了由多臺(tái)由多臺(tái)數(shù)控鋸床和其他自動(dòng)化的工藝設(shè)備（如等離子切分設(shè)備等）、計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)和工件自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的制造系統(tǒng)。它可按任意順序進(jìn)行原材料分揀、材料前處理、自動(dòng)鋸切下料、自動(dòng)成組分揀、配送和存儲(chǔ)。能適時(shí)地自主調(diào)度管理，因而這種系統(tǒng)可以在設(shè)備的技術(shù)規(guī)范的范圍內(nèi)自動(dòng)地適應(yīng)下游加工生產(chǎn)批量的變化。該系統(tǒng)因具有高效、柔性化、智能化、無(wú)人化（或少人化）、響應(yīng)敏捷等特點(diǎn)而深受用戶青睞。

1數(shù)控自動(dòng)鋸切生產(chǎn)線柔性集成系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

數(shù)控自動(dòng)鋸切生產(chǎn)線柔性集成系統(tǒng)是先進(jìn)的制造技術(shù)，信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合，能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化加工的高性能數(shù)控成組鋸切機(jī)床為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能終端;制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)全過(guò)程閉環(huán)管理，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，不同裝備之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和有效集成;供應(yīng)鏈管理模塊利用新一代信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)采購(gòu)、外協(xié)、物流的管理和優(yōu)化。

2數(shù)控自動(dòng)鋸切生產(chǎn)線主要類型

線鋸切裝備的線性構(gòu)成主要分為線型構(gòu)成（圖1）和環(huán)型構(gòu)成（圖2）。線性型結(jié)構(gòu)的鋸切柔性集成系統(tǒng)主要用于多規(guī)格、變批量成組工件混流鋸切下料。如需要成批量鋸切準(zhǔn)備型材的各種類型的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)以及。鋁合金板坯錠和鑄棒的裁切。環(huán)線型鋸切柔性集成系統(tǒng)多用于復(fù)雜工件的多工位多鋸切面鋸切，如汽車缸體的鑄造、精整加工線。

3柔性鋸切集成系統(tǒng)主要特點(diǎn)

應(yīng)具備多品種、變批量工件的混流鋸切生產(chǎn)和復(fù)雜工件多工位鋸切生產(chǎn)的成組分揀、配送、存儲(chǔ)能力，實(shí)現(xiàn)連續(xù)24h以上無(wú)人（或少人）正常運(yùn)行化。鋸切集成系統(tǒng)可與工業(yè)以太網(wǎng)、光纖、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等近遠(yuǎn)程通訊功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備、工件自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)相互之間的數(shù)據(jù)信息以及計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)與車間信息網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)信息層面的實(shí)時(shí)通訊。數(shù)控?cái)?shù)控鋸切設(shè)備和原材料倉(cāng)庫(kù)與材料分揀系統(tǒng)具有坯料交互的接口裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)原材料的安全、無(wú)損、快速、可靠的輸入和輸出，在各數(shù)控設(shè)備和工件暫存工位之間的轉(zhuǎn)運(yùn)。鋸切柔性集成系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

（1）具有與計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)之間的控制信息傳遞的接口和傳遞能力，信息傳遞接口應(yīng)與被集成的數(shù)控設(shè)備及上級(jí)計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)的硬件相匹配。

（2）具有完成設(shè)計(jì)動(dòng)作和工藝過(guò)程;滿足系統(tǒng)控制程序的管理要求。

（3）具有自檢測(cè)、自補(bǔ)償和消除由于原材料誤差造成下料長(zhǎng)度誤差。

（4）具有原材料庫(kù)存管理的數(shù)據(jù)接口（或功能），滿足數(shù)控鋸切設(shè)備依據(jù)數(shù)據(jù)選擇相應(yīng)的鋸切參數(shù)。

（5）具有DNC（分布式數(shù)控）功能或存儲(chǔ)多組鋸切程序。

（6）鋸切定尺單元采用伺服定尺機(jī)構(gòu)，定位精度允差≤±0.50mm;激光定尺機(jī)構(gòu)定位精度允差≤±3.00mm。

（7）成品坯料稱重單元。單件稱重精度允差0.05%。

（8）試片取樣與料頭料尾廢品自動(dòng)分離單元，廢品分離率≥95%。

（9）吸塵與集屑?jí)簤K打包單元。鋸切設(shè)備排屑應(yīng)通暢，集塵裝置有足夠大的吸納能力。

（10）工件打標(biāo)噴碼識(shí)別單元。打標(biāo)針深0.02-0.05mm，自動(dòng)顯示如序列號(hào)、日期、時(shí)間、班代號(hào)等信息。

3.1柔性鋸切系統(tǒng)配備的材料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)

柔性鋸切系統(tǒng)配備的材料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)符合工業(yè)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線或I/O（輸入/輸出）方式的設(shè)備層控制通信，實(shí)現(xiàn)與材料分揀系統(tǒng)、鋸切設(shè)備、安全控制模塊、計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)在控制層面和數(shù)據(jù)信息層面的通訊?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)更新，實(shí)現(xiàn)供待處理原材料在各數(shù)控設(shè)備及工件暫儲(chǔ)工位之間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)的數(shù)據(jù)一致性、同步性。柔性鋸切系統(tǒng)配備的材料自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)單元主要分為：蜂窩貯存盒倉(cāng)儲(chǔ)、碼垛支架倉(cāng)儲(chǔ)。配有自動(dòng)提升系統(tǒng)、緩存裝置、磁性旋轉(zhuǎn)貯料平臺(tái)。材料與成品搬運(yùn)單元由機(jī)器人、衍架機(jī)械手、自動(dòng)無(wú)擺動(dòng)門吊、avg小車混成組合。

3.2柔性鋸切集成系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)

具有對(duì)鋸切集成系統(tǒng)的總體控制功能;實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控設(shè)備和原材料與工件自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、集中監(jiān)控、人機(jī)交互、安全等智能控制功能，最終實(shí)現(xiàn)多品種、多工序、變批量工件的混流加工和無(wú)人（或少人）化儲(chǔ)運(yùn)。所有電子元器件及控制裝置應(yīng)達(dá)到工業(yè)級(jí)水平。適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)總線和I/O（輸入/輸出）方式的設(shè)備層控制通信，實(shí)現(xiàn)與數(shù)控設(shè)備和工件自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)在控制層面和數(shù)據(jù)信息層面的可靠通訊。具備與上層軟件﹝如MES系統(tǒng)（制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)）、ERP系統(tǒng)（企業(yè)資源計(jì)劃）﹞和與原材料供應(yīng)商的遠(yuǎn)程通訊功能。具有自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)檢索單元和計(jì)劃管理模塊，用于原材料供應(yīng)端信息、物料數(shù)據(jù)庫(kù)、材料訂單、材料分揀和緩存的可視化運(yùn)行與診斷?？梢詫?shí)時(shí)對(duì)數(shù)控鋸切設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，鋸切運(yùn)行狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，實(shí)時(shí)監(jiān)控鋸切全加工過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T2622/—2010工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成機(jī)床數(shù)值控制數(shù)控系統(tǒng).

[2]JB/T3736.7—1994質(zhì)量管理中常用的統(tǒng)計(jì)工具工序能力指數(shù).

[3]JB/T9018-2011自動(dòng)化立體倉(cāng)設(shè)計(jì)規(guī)范.

作者簡(jiǎn)介：鄧方，男，漢族，湖南長(zhǎng)沙人，大學(xué)，總工程師，高級(jí)工程師，研究方向：金屬鋸床產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)（機(jī)電一體化）。